KR20200032018A - 자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기 및 소음기를 구비하는 자동차 - Google Patents

자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기 및 소음기를 구비하는 자동차 Download PDF

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KR20200032018A
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보리스 킨레
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클라우스 레제놀트
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포레시아 이미션스 콘트롤 테크놀로지스, 저머니 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기 및 소음기를 구비하는 자동차에 관한 것이다.
자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기(10)는 배기가스(32)에 대한 적어도 하나의 입구 개구(22) 및 적어도 하나의 출구 개구(26)를 포함하는 외부 하우징(12), 소음기 챔버(16), 및 배기가스가 유동하는 필터 모놀리스(38)를 포함하고, 상기 필터 모놀리스는 소음기 챔버(16)에 의해 원주 방향으로 둘러싸여 있다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 소음기(10)를 구비하는 자동차에 관한 것이다.

Description

자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기 및 소음기를 구비하는 자동차 {SOUND ABSORBER FOR AN EXHAUST GAS SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE AND MOTOR VEHICLE WITH A SOUND ABSORBER}
본 발명은 자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기 및 적어도 하나의 소음기를 구비하는 자동차에 관한 것이다.
자동차의 배기가스 시스템에서는, 배기가스를 감소시키기 위해, 엔진으로부터 배출되는 연소 가스의 처리가 이루어진다. 여기서 오염 물질은 입자 필터 및 촉매 컨버터에 의해 화학적, 촉매적 그리고/또는 기계적 방식으로 배기가스로부터 제거되거나 또는 다른 물질로 변환된다.
또한, 소음 방출을 감소시키기 위해, 배기가스 시스템에 소음기를 사용하는 것이 공지되어 있다. 소음기는 다양한 실시예에서 상이한 작용 원리로, 예를 들어 반사, 흡수 또는 공명 소음기의 형태로 공지되어 있다.
자동차 분야에서는 항상 모든 영역에서, 특히 무게를 감소시키고 공간을 최적화함으로써 자동차의 효율을 향상시키기 위해 노력하고 있다.
본 발명의 목적은 배기가스 시스템의 보다 컴팩트한 구조로 이어지는 자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 자동차의 배기가스 시스템을 위한 소음기가 제공된다. 여기서, 소음기는 배기가스를 위한 적어도 하나의 입구 개구 및 적어도 하나의 출구 개구를 포함하는 외부 하우징, 소음기 챔버, 및 배기가스가 유동하는 특히 촉매 컨버터 또는 입자 필터(DPF, GPF)의 필터 모놀리스(monolith)를 포함한다. 여기서, 필터 모놀리스는 소음기 챔버에 의해 원주 방향으로 둘러싸여 있고, 이를 통해 필터 모놀리스는 적어도 부분적으로 소음기 챔버 내부에 배열된다. 이러한 방식으로, 필터 모놀리스는 소음기의 일부이며, 이 경우 필터 모놀리스 주위의 구조 공간은 적어도 부분적으로 소음기의 소음기 챔버를 위해 제공된다. 이러한 서로 중첩된 구조에 의해, 배기가스 시스템의 필요한 구조 공간은 본 발명에 따른 소음기에 의해 감소될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 필터 모놀리스는 완전히 소음기 챔버 내부에 배열되며, 이를 통해 소음기 및 이에 따라 배기가스 시스템은 특히 컴팩트하게 설계될 수 있다.
소음기는 입구 개구를 포함하는 상류 단부벽 및 출구 개구를 포함하는 하류 단부벽 그리고 상류 단부벽으로부터 하류 단부벽까지 연장되어 이들을 연결하는 외부 재킷을 포함하는 것이 제공될 수 있다. 이러한 다-부품형 구조는 소음기가 비용 효율적으로 제조될 수 있다는 장점을 갖는다.
여기서, 소음기 챔버는 한편으로는 상류 단부벽 및/또는 하류 단부벽에 의해 그리고 다른 한편으로는 외부 재킷에 의해 제한될 수 있으므로, 소음기 챔버의 크기는 대응하는 치수의 단부벽 및/또는 대응하는 치수의 외부 재킷을 선택함으로써 간단한 방식으로 다양한 요건에 매칭될 수 있는데, 예를 들어 다양한 크기의 필터 모놀리스에 매칭될 수 있다.
소음기를 통해 배기가스를 정의된 방식으로 안내하기 위해, 적어도 입구 개구로부터 하우징 내부로 연장되는 제 1 배기가스 라인 및/또는 모놀리스로부터 적어도 섹션별로 출구 개구까지 연장되는 제 2 배기가스 라인이 제공되고, 이들은 바람직하게는 이들에 할당된 단부벽을 통해 연장되는 것이 유리하다.
다른 실시예에 따르면, 소음기 챔버는 복수의 소음기 서브 챔버로 세분되며, 여기서 제 2 배기가스 라인은 소음기 서브 챔버 중 복수 개를 통해 연장되고 특히 섹션별로 중단된다. 이러한 방식으로, 소음기 서브 챔버는 작동 시 배기가스 라인을 통해 유동하는 배기가스와 적합한 방식으로 결합되어, 특히 양호한 방출 소음의 감소를 보장할 수 있다.
제 2 배기가스 라인은 천공을 통해 소음기 챔버로 개방되는 것이 제공될 수 있고, 이에 의해 작동 시 배기가스 라인을 통해 유동하는 배기가스와 소음기 챔버의 양호한 결합 및 이에 따른 양호한 소음 감쇠가 보장될 수 있다.
일 실시예에서, 필터 모놀리스는 원주 방향 측에서 그리고 단부면 측에서 모놀리스 하우징에 의해 둘러싸이고, 모놀리스 하우징 내에 수용된다. 입구 개구는 이 경우 모놀리스 하우징의 내부에 직접 유동 결합되어, 배기가스는 소음기 챔버에 도달하기 전에 모놀리스 하우징 내로 먼저 유동한다. 이는 소음기 내로 유동되는 배기가스가 먼저 필터 모놀리스를 통해 안내되고 그 후에만 소음기 챔버와 결합된다는 것을 의미한다. 따라서, 본질적으로 청정 배기가스가 필터 모놀리스를 떠난 후에, 방출 소음의 감소가 이루어지고, 이에 의해 배기가스는 소음기에 대해 보다 적은 부정적인 영향(예를 들어, 침착물)을 갖게 된다.
이 경우에, 제 2 배기가스 라인은 모놀리스 하우징으로부터 시작하여, 배기가스를 모놀리스 하우징으로부터 출구 개구로 한정된 짧은 경로에서 안내하도록 구성될 수 있다.
모놀리스 하우징은 상류 원추형 단부벽 및 하류 원추형 단부벽을 가지며, 이 경우 제 2 배기가스 라인은 하류 원추형 단부벽으로부터 시작하고, 하류 원추형 단부벽은 제 2 배기가스 라인으로부터 이격되어 소음기 챔버 내로 개방되는 추가의 개구를 갖는 것이 유리하다. 모놀리스 하우징은 모놀리스가 소음기 내에 완벽하게 유지되고 배기가스가 실질적으로 완전히 필터 모놀리스를 통해 안내되어 이에 따라 필터링되거나 또는 처리되는 것을 보장하며, 배기가스 라인의 추가의 개구는 배기가스와 소음기 챔버의 정의된 결합 및 이에 따라 양호한 소음 감쇠를 보장한다.
다른 실시예에서, 소음기 챔버는 적어도 하나의 천공된 반경 방향 격벽에 의해 소음기 서브 챔버들로 세분되고, 이 소음기 서브 챔버들은 특히 공진기 챔버로서 작용한다. 이를 통해, 특히 소음 감쇠와 관련하여, 소음기의 특성은 그 요구 사항에 보다 유연하게 적응될 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 격벽 또는 복수의 격벽 중 하나는 반경 방향 외측에서 외부 하우징의 외부 재킷 상에 그리고 반경 방향 내측에서 모놀리스 하우징 상에, 특히 모놀리스 하우징의 외부 재킷 상에 또는 모놀리스 하우징의 배기가스 측 원추형 단부벽 상에 또는 모놀리스 하우징으로부터 시작하여 가스를 모놀리스 하우징으로부터 출구 개구로 안내하는 배기가스 라인 상에 부착되는 것이 제공될 수 있다. 배기가스 라인은 특히 전술한 제 2 배기가스 라인이다. 이러한 설계는 이러한 방식으로 형성된 소음기 서브 챔버가 원주 방향으로 모놀리스 하우징을 둘러싸서, 구조 공간이 효과적으로 사용된다는 장점을 갖는다. 또한 격벽을 이미 존재하는 구성 요소 상에 부착함으로서 재료 및 이에 따라 질량이 절약될 수 있다. 또한, 이를 통해 소음기의 구조적 강도가 향상될 수 있다.
조립 비용을 낮게 유지하기 위해, 소음기의 외부 하우징은 서로 부착된 복수의 개별 세그먼트로 구성된 외부 재킷을 갖는 것이 유리하다. 이 경우, 개별 세그먼트는 소음기 서브 챔버에 할당된다. 특히 각각의 소음기 서브 챔버는 자체의 개별 세그먼트를 갖는데, 즉 이러한 개별 세그먼트는 자체의 구성 요소를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 격벽은 인접한 개별 세그먼트의 부착 영역에서 외부 재킷 상에 부착되어, 이를 통해 소음기는 매우 컴팩트하게 설계될 수 있다.
바람직하게는, 모든 격벽은 이러한 방식으로 각각의 경우에 대응하는 개별 세그먼트와 견고하게 연결된다.
특히 이 경우에, 대응하는 격벽은 인접한 개별 세그먼트 상에서, 인접한 개별 세그먼트를 서로 부착시키는 동일한 부착 수단에 의해 부착되어, 부착 수단은 3 개의 구성 요소를 서로 연결할 수 있다. 이러한 방식으로, 3 개의 구성 요소는 단일의 부착 수단에 의해 그리고 특히 하나의 부착 단계로 서로 견고하게 연결될 수 있으므로, 부착 수단의 갯수 또는 부착 수단의 양 및 조립 비용이 감소될 수 있다. 이에 대한 예로는 3 개의 부분을 연결하는 용접 시임(seam) 또는 3 개의 부분으로 이루어진 플랜징이 있다.
다른 실시예에 따르면, 외부 하우징의 단부벽은 반경 방향 내측에서 모놀리스 하우징의 원추형 단부벽 상에 또는 외부 재킷 상에 부착된다. 이러한 방식으로, 추가적인 연결 구성 요소가 필요하지 않으므로, 이를 통해 재료가 절약될 수 있다. 또한, 이를 통해 외부 하우징 내에서 모놀리스 하우징 및 이에 따라 필터 모놀리스의 정의된 위치 및 확실한 부착이 보장될 수 있다.
소음기 챔버는 절연 재료로 채워져 있거나 또는 빈 공진기 챔버일 수 있는데, 즉 절연 재료가 없는 공진기 챔버일 수 있다. 이를 통해 소음기의 감쇠 특성은 상이한 요구 사항에 맞게 적응될 수 있다.
바람직하게는 소음기 챔버는 작동 시에 배기가스가 유동하지 않고, 예를 들어 공진기로서 작용한다.
소음기 챔버가 소음기 서브 챔버로 세분되는 일 실시예에서는, 소음기 내에서 상이한 소음기 서브 챔버가 상이한 기능과 조합될 수 있고, 특히 소음기 서브 챔버는 절연 재료를 갖거나 또는 갖지 않을 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 소음기 중 하나 이상을 구비하는 자동차에 관한 것이다.
추가의 장점 및 특징은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 제 1 실시예에 따른 본 발명에 따른 소음기의 사시도.
도 2는 도 1의 소음기의 부분을 개략적으로 도시한 개략도.
도 3은 제 2 실시예에 따른 본 발명에 따른 소음기의 부분의 사시도.
도 4는 도 3의 소음기의 부분을 개략적으로 도시한 개략도.
도 5는 제 3 실시예에 따른 본 발명에 따른 소음기의 개략도.
도 6은 제 4 실시예에 따른 본 발명에 따른 소음기의 개략도.
도 7은 제 5 실시예에 따른 본 발명에 따른 소음기의 개략도.
도 1에는 엔진을 구비한 자동차에 제공되는 배기가스 시스템의 소음기(10)가 도시되어 있다.
소음기(10)는 외부 하우징(12) 및 필터(14) 및 소음기 챔버(16)를 포함하고, 이들은 외부 하우징(12)의 하우징 내부(18)에 배열된다.
외부 하우징(12)은 입구 개구(22)를 갖는 상류 단부벽(20), 출구 개구(26)를 갖는 하류 단부벽(24) 그리고 상류 단부벽(20)으로부터 하류 단부벽(24)까지 연장되고 원주 방향으로 완전히 회전하고 외부 재킷(12)을 반경 방향 외측에서 폐쇄하는 외부 재킷(28)을 갖는다.
입구 개구(22)를 통해 소음기(10)는 배기가스 시스템의 유입 파이프(30)에 결합되어, 자동차의 작동 중에 배기가스(32)는 엔진으로부터 입구 개구(22)를 통해 소음기(10) 내로 유동한다. 배기가스(32)는 유동 방향(S)으로 소음기(10)를 통해 유동하고, 출구 개구(26)를 통해, 예를 들어 자동차의 배기관으로 개방되는 배기가스 시스템의 배기 파이프(34) 내로 안내된다.
이 경우 소음기 챔버(16)는 외부 재킷(28) 및 2 개의 단부벽(20, 24)에 의해 형성되며, 이들은 소음기 챔버(16)를 한정한다.
이는, 소음기 챔버(16)가 유동 방향(S)으로 상류 단부벽(20)으로부터 하류 단부벽(24)까지 연장되고 따라서 실질적으로 이 방향으로 소음기(10) 전체에 걸쳐 연장된다는 것을 의미한다.
필터(14)는 유동 방향(S)으로 배기가스가 유동할 수 있는 필터 모놀리스(38)가 수용되는 별도의 모놀리스 하우징(36)을 갖는다(도 2 참조).
필터(14)는 예를 들어 촉매 컨버터, 디젤 미립자 필터(DPF), 가솔린 미립자 필터(GPF) 또는 이들의 조합이다.
필터 모놀리스(38)는 원형 원통형이다. 그러나, 원칙적으로 필터 모놀리스(38)는 본질적으로 임의의 형상으로 구성될 수 있다.
모놀리스 하우징(36)은 원주 방향(U)으로 필터 모놀리스(38)를 완전히 반경 방향으로 둘러싸는 하우징 외부 재킷(40), 및 필터 모놀리스(38)를 각각 축 방향으로 한정하는 상류 원추형 단부벽(42) 및 하류 원추형 단부벽(44)을 포함할 수 있다.
상류 원추형 단부벽(42)은 제 1 개구(46)를 가지며, 이 제 1 개구를 통해 필터(14)는 제 1 배기가스 라인(48)에 의해 입구 개구(22)와 유동 결합된다. 또한, 하류 원추형 단부벽(44)은 제 2 개구(50)를 가지며, 이 제 2 개구를 통해 필터(14)는 제 2 배기가스 라인(52)에 의해 출구 개구(26)와 유동 결합된다.
제 1 배기가스 라인(48)은 여기서 중단 없이 연장되는데, 즉 입구 개구(22)로부터 제 1 개구(46)까지 축 방향으로 그리고 원주 방향으로 폐쇄된다.
제 2 배기가스 라인(52)은 제 2 개구(50)로부터 출구 개구(26)까지 섹션별로 중단되어 연장된다.
도시된 실시예에서, 제 1 배기가스 라인(48) 및 제 2 배기가스 라인(52)은 필터 모놀리스(38) 및 하우징 외부 재킷(40)보다 작은 직경을 갖는다. 원추형 단부벽(42, 44)은 여기서 각각 배기가스 라인(48, 52)의 상이한 직경과 하우징 외부 재킷(40) 사이의 전이부를 형성한다.
원칙적으로, 필터 모놀리스(38) 및/또는 모놀리스 하우징(36)은 추가의 실시예에서 실질적으로 임의의 방식으로 구성될 수 있다.
소음기(10)는 또한 복수의 천공된 격벽(54)을 더 포함하고, 이 복수의 천공된 격벽은 유동 방향(S)으로 서로에 대해 이격되어 하우징 내부(18)에 배열되고, 소음기 챔버(16)를 유동 방향(S)으로 인접한 복수의 소음기 서브 챔버(56)로 세분한다.
격벽(54)은 유동 방향(S)에 대해 반경 방향으로 외부 재킷(28)으로부터, 본 실시예에서 제 2 배기가스 라인(52)에 의해 형성되는 하우징 내부(18)의 배기가스 안내 구성 요소로 연장된다.
이 경우 격벽(54)은 제 2 배기가스 라인(52)과 외부 재킷(28) 사이의 전체 단면을 통해 연장되므로, 소음기 서브 챔버(56)는 격벽(54)에 의해 서로 분리되고, 격벽(54) 내의 천공(58) 및/또는 제 2 배기가스 라인(52)의 천공(58)을 통해서만 서로 유체 결합된다.
여기서, 제 2 배기가스 라인(52)은 유동 방향(S)으로 인접하는 복수의 격벽(54) 및 그 사이에 위치하는 소음기 서브 챔버(56)를 통해 각각 섹션으로 연장된다.
소음기 서브 챔버(56) 및 이에 따라 소음기 챔버는 배기가스가 유동하지 않고, 오히려 가스가 단지 펄싱하는 헬름홀츠 챔버로서 역할을 한다.
제 2 배기가스 라인(52)은 소음기 서브 챔버(56)에 인접하는 섹션에서 섹션별로 천공되어, 자동차의 작동 동안 제 2 배기가스 라인(52)을 통해 유동하는 배기가스(32)는 천공(58)을 통해 대응하는 인접한 소음기 서브 챔버(56)와 유동 결합된다.
소음기(10)는 상이한 윤곽을 갖는 격벽(54)을 포함하고, 이를 통해 소음기(10)는 유동 방향(S)에 대해 수직으로 상이하게 형성된 단면을 갖는 유동 방향(S)으로 인접하는 세그먼트(60, 61, 62)를 포함한다.
이 경우에 각각의 세그먼트(60, 61, 62)는 동일한 윤곽을 포함하는 3 개의 격벽(54) 또는 2 개의 격벽(54) 및 단부벽(20, 24)을 각각 포함한다. 따라서, 각각의 세그먼트(60, 61, 62)는 일정한 단면을 갖는 2 개의 소음기 서브 챔버(56)를 포함한다.
소음기(10)는 깔때기 형상의 연결 세그먼트(64, 65)를 가지며, 이 연결 세그먼트는 각각 상이하게 형성된 단면을 갖는 유동 방향(S)으로 인접하는 2 개의 세그먼트(60, 61, 62)를 서로 유동 연결시킨다.
격벽(54)은 실질적으로 임의의 윤곽을 포함할 수 있지만, 그러나 비-둥근, 타원형 또는 원형의 윤곽인 것이 바람직하다.
또한, 인접한 격벽(54) 사이의 유동 방향(S)의 거리는 크기가 상이할 수 있다.
또한, 상이한 세그먼트(60, 61, 62)의 중심 축은 상이하게 배열될 수 있는데, 특히 서로 오프셋되어 배열될 수 있다.
다른 실시예에서, 소음기(10)는 임의의 갯수의 소음기 서브 챔버(56), 세그먼트(60, 61, 62) 및 연결 세그먼트(64, 65)를 포함할 수 있다.
소음기(10)의 크기 및 형상은 바람직하게는 자동차에서 이용 가능한 구조 공간 및 소음기 서브 챔버(56)의 체적 및 배기가스(32)에 대해 구현될 소음 감쇠에 매칭된다.
이 실시예에서 소음기 서브 챔버(56)는 빈 공진기 챔버이다. 이는 소음기(10)가 공명 소음기라는 것을 의미한다.
대안적으로, 소음기(10)는 반사 소음기 또는 흡수 소음기일 수 있다. 또한, 소음기(10)는 전술한 소음기 유형의 작용 원리가 조합된 소음기일 수 있다.
대안적인 실시예에서, 예를 들어 임의의 갯수의 소음기 서브 챔버(56)는 절연 재료, 특히 흡음 재료로 채워질 수 있고 그리고/또는 배기가스가 유동하지 않을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 외부 재킷(28)은 복수의 서로 연결되어 있는 개별 세그먼트(66, 67, 68)로 세분되고, 이들은 각각 소음기 서브 챔버(56)에 할당되고, 이에 따라 대응하는 소음기 서브 챔버(56)에 대한 외부 재킷(28)의 섹션을 형성한다.
유동 방향(S)으로 인접한 소음기 서브 챔버(56)의 2 개의 서로 인접한 개별 세그먼트(66, 67, 68), 및 대응하는 2 개의 소음기 서브 챔버(56)를 분리하는 격벽(54)은 원주 방향(U)으로 완전히 둘러싸는 연결 지점(70)에서 부착 수단(72)에 의해 밀봉 방식으로 그리고 견고하게 연결된다.
서로 인접한 개별 세그먼트(66, 67, 68) 및 격벽(54)은 예를 들어 3 개의 층으로 서로 용접된다.
따라서, 여기서 부착 수단(72)은 서로 인접한 개별 세그먼트(66, 67, 68) 및 격벽(54)으로 형성된 3 개의 층을 통해 연장되어 이러한 방식으로 이들을 재료 결합 방식으로 서로 연결하는 용접 시임이다.
단부벽(20, 24)은 반경 방향 외측에서 외부 재킷(28)의 상응하는 축 방향 단부(74, 75) 상에서 유사하지만, 그러나 단지 2 개의 층으로만, 외부 재킷(28)에 연결되어 있다.
반경 방향 내측에서 상류 단부벽(20)은 제 1 배기가스 라인(48)에 용접되고, 이에 따라 원주 방향(U)으로 완전히 밀봉 방식으로 그리고 견고하게 제 1 배기가스 라인(48)에 연결된다.
하류 단부벽(24) 및 격벽(54)은 반경 방향 내측에서 각각 제 2 배기가스 라인(52)에 용접되고, 이에 따라 원주 방향(U)으로 완전히 밀봉 방식으로 그리고 견고하게 제 2 배기가스 라인(52)에 연결된다.
대안적인 실시예에서, 단부벽(20, 24) 및/또는 격벽(54)은 실질적으로 임의의 방식으로, 특히 접힘, 용접 또는 납땜에 의해, 외부 재킷(28) 및/또는 제 1 배기가스 라인(48) 또는 제 2 배기가스 라인(52)에 부착될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 개별 세그먼트(66, 67, 68) 및 격벽(54)은 각각 2 개의 층으로 서로 연결될 수 있다.
또한, 격벽(54)은 외부 재킷(28) 및/또는 제 2 배기가스 라인(52) 상에 원주 방향(U)으로 단지 섹션별로만 부착될 수 있다. 이는 특히 천공(58)이 격벽(54)의 내부 및/또는 외부 에지까지 그리고 이에 따라 외부 재킷(28) 및/또는 제 2 배기가스 라인(52)까지 연장되는 경우이다.
대안적인 실시예에서, 외부 재킷(28)은 일체형으로 형성되거나 또는 임의의 갯수의 개별 세그먼트(66, 67, 68)를 포함할 수 있다. 특히, 외부 재킷(28)은 세그먼트(60, 61, 62)의 갯수 및 연결 세그먼트(64, 65)의 갯수에 대응하는 복수의 개별 세그먼트(66, 67, 68)를 가질 수 있으며, 여기서 이러한 세그먼트(60, 61, 62, 64, 65) 각각에는 대응하는 개별 세그먼트(66, 67, 68)가 할당된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 개별 세그먼트(66, 67, 68)가 서로 인접하지 않는 하우징 내부(18)의 위치에 하나 이상의 격벽(54)이 제공될 수 있다.
이들 경우에, 격벽(54)은 반경 방향 외측에서 외부 재킷(28)의 내측면(76) 상에, 특히 재료 결합 방식으로 그리고 바람직하게는 원주 방향(U)으로 완전하게, 밀봉 방식으로 그리고 견고하게 외부 재킷(28)에 연결된다.
또한, 개별 격벽(54)은 또한 오직 반경 방향 외측에서 외부 재킷(28) 상에 그리고/또는 반경 방향 내측에서 제 2 배기가스 라인(52) 상에 부착될 수 있다.
도시된 실시예에서, 필터(14)는 상류 단부벽(20)에 인접한 소음기 서브 챔버(56) 내부에서 반경 방향으로 완전히 하우징 내부(18)에 배열되고, 이를 반경 방향 내측에서 한정한다. 이러한 방식으로, 필터(14)는 인접한 소음기 서브 챔버(56)에 의해 원주 방향(U)으로 완전히 그리고 부분적으로 축 방향으로 둘러싸여 있다.
대안적인 실시예에서, 필터(14)는 원칙적으로 임의의 소음기 서브 챔버(56) 내에 배열될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 필터(14)는 하나의 소음기 서브 챔버(56) 내에 단지 섹션별로만 수용되는데, 즉 완전히 수용되는 것은 아니고 그리고/또는 복수의 소음기 서브 챔버(56)를 통해 연장될 수 있다.
이 경우에, 필터(14)는 상류 단부벽(20)에 인접한 소음기 서브 챔버(56) 내부에 그리고/또는 하우징(18) 내에 임의의 지점에 배열될 수 있다.
자동차의 작동 중에, 배기가스(32)는 소음기(10)를 통해 입구 개구(22)로부터 제 1 배기가스 라인(48)을 통해 우선 필터 모놀리스(38)를 통해 그리고 이어서 제 2 배기가스 라인(52)을 통해 소음기 챔버(16)를 통해 출구 개구(26)로 유동한다. 이 경우, 배기가스(32)는 필터 모놀리스(38)에서 처리되거나 또는 필터링되고, 그 후에 소음기 서브 챔버(56)와의 커플링을 통해 감쇠된다.
도시된 실시예에서, 제 2 배기가스 라인(52)은 필터(14)로부터, 즉 천공(58)이 없다면, 필터(14)에 인접하는 격벽(54)을 통해 폐쇄된 상태로, 유동 방향(S)으로 인접한 제 2 소음기 서브 챔버(56)까지 연장되고, 이 제 2 소음기 서브 챔버와 제 2 배기가스 라인(52)은 천공(58)을 통해 유체 결합되어 있다. 이를 통해, 배기가스(32)는 필터(14)를 둘러싸는 소음기 서브 챔버(56)와 제 2 소음기 서브 챔버(56)를 통해서만 유체 결합된다.
다른 실시예에 따른 소음기(10)가 이제 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 상기 실시예로부터 알려진 구성 요소들에 대해서는, 동일한 참조 번호들이 사용되며, 이와 관련해서는 전술한 설명을 참조하도록 한다.
도 3 및 도 4에서는 제 2 실시예에 따른 소음기(10)가 설명된다.
이 실시예에서, 제 2 배기가스 라인(52)은 필터(14)와 인접한 격벽(54) 사이의 섹션이 천공되어 있으므로, 배기가스(32)는 천공(58)을 통해, 필터(14)를 둘러싸는 소음기 서브 챔버(56)와 직접 유동 결합된다.
도 5에는 필터 모놀리스(38) 및 모놀리스 하우징(36)이 복수의 소음기 서브 챔버(56)를 통해 연장되는 제 3 실시예에 따른 소음기(10)가 도시되어 있다.
이 경우 격벽(54)은 반경 방향 내측에서 하우징 외부 재킷(40) 상에 부착된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 실시예에서 필터(14)는 각각의 경우 하우징 내부(18)에 완전히 수용되지만, 도 6 및 도 7에 도시된 이하의 실시예에서는 필터(14)는 하우징 내부(18)에 섹션별로 배열된다. 이는 필터(14) 및 필터 모놀리스(38)가 외부 하우징(12) 밖으로 부분적으로 돌출된다는 것을 의미한다.
이러한 경우, 소음기(10)의 입구 개구(22)는 모놀리스 하우징(36)에 의해 형성되고 제 1 배기가스 라인(48)은 생략된다.
도 6에는 제 4 실시예에 따른 소음기(10)가 도시되어 있고, 여기서 필터 모놀리스(38)는 유동 방향(S)에 반대 방향으로 상류 단부벽(20)을 통해 외부 하우징(12) 밖으로 연장된다.
이 경우에 상류 단부벽(20)은 반경 방향 내측에서 하우징 외부 재킷(40) 상에 부착된다.
또한, 모놀리스 하우징(36)의 하류 원추형 단부벽(44)은 복수의 개구(78)를 포함하며, 이 복수의 개구를 통해, 작동 시에 필터 모놀리스(38) 외부로 유동하는 배기가스(32)는 소음기 챔버(16)에 직접 유동 결합된다.
도 7에는 제 5 실시예에 따른 소음기(10)가 도시되어 있고, 여기서 모놀리스 하우징(36)은 유동 방향(S)에 반대 방향으로 상류 단부벽(20)을 통해 외부 하우징(12) 밖으로 연장되지만, 여기서 필터 모놀리스(38)는 완전히 하우징 내부(18)에 배열된다.
이 경우에 상류 단부벽(20)은 반경 방향 내측에서 하우징 외부 재킷(40) 상에 부착된다.
대안적인 실시예에서, 단부벽(20)은 반경 방향 내측에서 상류 원추형 단부벽(42) 상에 부착될 수 있다.
천공된 격벽(54)은 반경 방향 내측에서 모놀리스 하우징(36)의 하류 원추형 단부벽(44) 상에 부착된다.
전술한 모든 실시예에서, 소음기(10)는 도시된 소음기 챔버(16)에 특히 유동 방향(S)으로 연결되는 추가의 소음기 서브 챔버(56)를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 소음기(10)의 장점은 필터(14)가 소음기(10)의 하우징 내부(18)에 적어도 섹션별로 배열된다는 점이다. 이러한 방식으로, 자동차의 배기가스 시스템은 특히 컴팩트하게 구현될 수 있다.
또한, 필터(14)가 소음기 챔버(16)에 의해 둘러싸임으로써, 하우징 내부(18)의 체적은 효율적으로 이용된다.
또한, 소음기(10)의 세그먼트화된 구성에 의해, 자동차에서 이용 가능한 구조 공간이 효율적으로 사용될 수 있으므로, 소음기(10)는 특히 고성능으로 설계될 수 있다.
본 발명은 도시된 실시예들로 제한되지 않는다. 특히, 실시예의 개별 특징은 대응하는 실시예의 다른 특징과 독립적으로 다른 특징과 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 발명에 따른 자동차는 본 발명에 따른 소음기(10) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

Claims (17)

  1. 배기가스(32)를 위한 적어도 하나의 입구 개구(22) 및 적어도 하나의 출구 개구(26)를 포함하는 외부 하우징(12), 소음기 챔버(16), 및 배기가스가 유동하는 필터 모놀리스(monolith)(38)를 포함하는, 자동차의 배기가스 시스템를 위한 소음기(10)로서,
    상기 필터 모놀리스(38)는 상기 소음기 챔버(16)에 의해 원주 방향으로 둘러싸여 있는, 소음기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 모놀리스(38)는 완전히 상기 소음기 챔버(16) 내부에 배열되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소음기(10)는 상기 입구 개구(22)를 포함하는 상류 단부벽(20) 및 상기 출구 개구(26)를 포함하는 하류 단부벽(24) 그리고 상기 상류 단부벽(20)으로부터 상기 하류 단부벽(24)까지 연장되어 이들을 연결하는 외부 재킷(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소음기 챔버(16)는 한편으로는 상기 상류 단부벽(20) 및/또는 상기 하류 단부벽(24)에 의해 그리고 다른 한편으로는 상기 외부 재킷(28)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    적어도 상기 입구 개구(22)로부터 상기 하우징 내부(18)로 연장되는 제 1 배기가스 라인(48) 및/또는 상기 필터(14)로부터 적어도 섹션별로 상기 출구 개구(26)까지 연장되는 제 2 배기가스 라인(52)이 제공되고, 이들은 바람직하게는 이들에 할당된 단부벽(20, 24)을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 소음기 챔버(16)는 복수의 소음기 서브 챔버(56)로 세분되며, 상기 제 2 배기가스 라인(52)은 상기 소음기 서브 챔버(56) 중 복수 개를 통해 연장되고 섹션별로 중단되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 배기가스 라인(52)은 천공(58)을 통해 상기 소음기 챔버(16)로 개방되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 모놀리스(38)는 원주 방향 측에서 그리고 단부면 측에서 모놀리스 하우징(36)에 의해 둘러싸이고, 상기 모놀리스 하우징(36) 내에 수용되며, 상기 입구 개구(22)는 상기 모놀리스 하우징(36)의 내부에 직접 유동 결합되어, 배기가스(32)는 상기 소음기 챔버(16)에 도달하기 전에 상기 모놀리스 하우징(36) 내로 먼저 유동하는 것을 특징으로 하는 소음기.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 배기가스 라인(52)은 상기 모놀리스 하우징(36)으로부터 시작하여, 가스(32)를 상기 모놀리스 하우징(36)으로부터 상기 출구 개구(26)로 안내하는 것을 특징으로 하는 소음기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 모놀리스 하우징(36)은 상류 원추형 단부벽(42) 및 하류 원추형 단부벽(44)을 가지며, 상기 제 2 배기가스 라인(52)은 상기 하류 단부벽(44)으로부터 시작하고, 상기 하류 단부벽(44)은 상기 제 2 배기가스 라인(52)으로부터 이격되어 상기 소음기 챔버(16) 내로 개방되는 추가의 개구(78)를 갖는 것을 특징으로 하는 소음기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소음기 챔버(16)는 적어도 하나의 천공된 반경 방향 격벽(54)에 의해 소음기 서브 챔버들(56)로 세분되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  12. 제 11 항 및 추가로 제 8 항 내지 제 10 항 또는 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 격벽(54) 또는 복수의 격벽(54) 중 하나는 반경 방향 외측에서 상기 외부 하우징(12)의 외부 재킷(28) 상에 그리고 반경 방향 내측에서 상기 모놀리스 하우징(36) 상에, 특히 상기 모놀리스 하우징(36)의 외부 재킷(40) 상에 또는 상기 모놀리스 하우징(36)의 배기가스 측 원추형 단부벽(42, 44) 상에 또는 상기 모놀리스 하우징(36)으로부터 시작하여 가스(32)를 상기 모놀리스 하우징(36)으로부터 상기 출구 개구(26)로 안내하는 배기가스 라인(48, 52) 상에 부착되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 소음기(10)의 상기 외부 하우징(12)은 서로 부착된 복수의 개별 세그먼트(66, 67, 68)로 구성된 외부 재킷(28)을 가지며, 상기 개별 세그먼트(66, 67, 68)는 상기 소음기 서브 챔버(56)에 할당되고, 특히 각각의 소음기 서브 챔버(56)는 자체의 개별 세그먼트(66, 67, 68)를 갖는 것을 특징으로 하는 소음기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 격벽(54), 바람직하게는 모든 격벽들(54)은 인접한 개별 세그먼트(66, 67, 68)의 부착 영역에서 상기 외부 재킷(28) 상에, 특히 상기 인접한 개별 세그먼트(66, 67, 68)를 서로 부착시키는 동일한 부착 수단(72)에 의해 부착되어, 상기 부착 수단(72)은 3 개의 부분을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 소음기.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 하우징(12)의 단부벽(20, 24)은 반경 방향 내측에서 상기 모놀리스 하우징(36)의 원추형 단부벽(42, 44) 상에 또는 상기 모놀리스 하우징(36)의 외부 재킷(40) 상에 부착되는 것을 특징으로 하는 소음기.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소음기 챔버(16)는 빈 공진기 챔버이거나 또는 절연 재료로 채워져 있고 바람직하게는 배기가스가 유동하지 않는 것을 특징으로 하는 소음기.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 소음기(10)를 구비하는, 자동차.
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